(57)【要約】【課題】  金属成形品において、成形後の収縮を抑制しつつ剛性の低下を抑制する。【解決手段】  平板部１０ａと、平板部１０ａに対して略垂直にかつ平板部１０ａの長手方向に沿って形成されているリブ部１０ｂとを有し、リブ部１０ｂに切欠部１０ｃが形成され、切欠部１０ｃが平板部１０ａに達しない深さで残肉部１０ｄを残した状態で形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板部と、前記平板部に対して略垂直にかつ前記平板部の長手方向に沿って形成されているリブ部とを有し、前記リブ部に切欠部が形成され、前記切欠部が前記平板部に達しない深さで残肉部を残した状態で形成されていることを特徴とする金属成形品。
【請求項２】
平板部とリブ部とを形成するための溶融金属充填部に前記溶融金属充填部の短手方向位置から溶融金属が供給されて成形されたことを特徴とする請求項１記載の金属成形品。
【請求項３】
リブ部の残肉部における平板部からの寸法が、前記平板部の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項１または２記載の金属成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の筐体などでは、樹脂製の部品に替わって、極めて薄肉の金属製の部品が用いられる場合が増えている。その理由として、一般に、金属の剛性は樹脂の剛性に比べて高いことから、一定の強度を有する部品を製造する場合であれば、金属を材料とするほうが、部品の大幅な薄肉化を図れ、また、金属射出成形法を用いることで、極めて薄肉の金属製部品を、鋳造などの製造方法に比べて、比較的に簡単にかつ短時間に成形できることが挙げられる。
【０００３】
金属射出成形によって成形された金属成形品として、例えば、図７に示すようなものがある。この金属成形品１は、薄肉で長方形状の平板部１ａと、平板部１ａの長辺側の両側部から平板部１ａに対して垂直下向きに形成されているリブ部１ｂ、１ｂとを有している。このように、平板部１ａが薄肉である場合、その長手方向に対して変形しやすい欠点を有するので、この欠点を改善するため、リブ部１ｂ、１ｂが、平板部１ａの長手方向に沿って設けられている。これにより、平板部１ａが長手方向に対して反らないように補強がなされている。なお、以下において、金属成形品１の長手方向をＸ、短手方向をＹとして説明する。
【０００４】
このような形状の金属成形品１は、図８に示すような、凹部２ａが形成されたキャビティ側金型２と、凹部３ａが形成されたコア側金型３とを有する金属射出成形装置４を用いて成形される。
【０００５】
金属射出成形装置４を用いて金属成形品１を成形するには、まず、金属射出成形装置４を作動させて、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、キャビティ側金型２とコア側金型３とを合わせて充填空間部５を形成する。この充填空間部５は、金属成形品１を成形するための溶融金属充填部５ａと、溶融金属充填部５ａに溶融金属６（詳細は後述）を充填する際のゲート５ｂとからなる。
【０００６】
このゲート５ｂは、射出成形する金属成形品１の短手方向Ｙ、すなわちこの場合であれば溶融金属充填部５ａの短手方向Ｙに向けて形成されており、かつ、前記金属成形品１におけるリブ部１ｂの基端部１ｃ（図７参照）に相当する位置に形成されている。このような位置にゲート５ｂが設けられることで、図８（ｃ）に示すように、例えば、マグネシウム合金の溶融金属６を、この充填空間部５に、短手方向Ｙから勢い良く充填した際に、溶融金属６が溶融金属充填部５ａに素早く充填され、充填効率の向上および充填時間が短縮が図られる。
【０００７】
その後、充填された溶融金属６が冷却されて固化した時点で、キャビティ側金型２とコア側金型３とを離して、図９に示すような、未完状態の金属成形品１´を取り出す。そして、未完状態の金属成形品１´から、射出成形時におけるゲート５ｂの残留部７を除去し、図７に示すような金属成形品１を得る。
【０００８】
上記のように、溶融金属６を溶融金属充填部５ａの短手方向Ｙに供給して金属成形品１を成形する場合、リブ部１ｂ、１ｂは、平板部１ａに対して垂直に設けられているので、溶融金属充填部５ａに供給された溶融金属６は、平板部１ａを成形する部分には充填されやすい。一方、リブ部１ｂ、１ｂを成形する部分には比較的に充填されにくくなり、金属成形品１を成形したときに、リブ部１ｂ、１ｂにおける溶融金属６の密度は、平板部１ａにおける溶融金属６の密度よりも、低密度になってしまう傾向となる。
【０００９】
このような場合、平板部１ａにおける溶融金属６の密度よりも、リブ部１ｂ、１ｂにおける溶融金属６の密度が低いことから、図１０に示すように、平板部１ａおよびリブ部１ｂ、１ｂが成形後に収縮する際に、リブ部１ｂ、１ｂの収縮量Ｌ１が、平板部１ａの収縮量Ｌ２よりも大きくなってしまう。そして、その結果、平板部１ａが長手方向に湾曲するように変形してしまい、金属成形品１の寸法精度等の品質に悪影響を与えてしまう恐れがあった。
【００１０】
このような問題に対して対処する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。この技術は、射出成形品の材料が金属ではなくて樹脂である点では異なっているが、平板状のステアリングホイールにおけるボディカバー２１の裏面に、ボディカバー２１の強度を増加させる複数の環状のリブ部２９ａ、２９ｂ、２９ｃを一体に形成し、このリブ部２９ａ、２９ｂ、２９ｃをそれぞれ周方向に完全に分割する切欠部３０ａ、３０ｂ、３０ｃを形成している。
【００１１】
この方法によれば、リブ部２９ａ、２９ｂ、２９ｃが切欠部３０ａ、３０ｂ、３０ｃにより周方向に分割され、分割された各リブ部２９ａ、２９ｂ、２９ｃにおける収縮量が低減されるので、リブ部２９としての補強効果を有しながらも、リブ部２９ａ、２９ｂ、２９ｃが径方向内向きに収縮して変形しようとする力を緩和、抑制することができる。
【特許文献１】特開平５−３３８５４１号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、図１１に示したように、リブ部２９に、リブ部２９を完全に分割する切欠部３０を形成することで、このリブ部２９の収縮を抑制する方法は、厚肉の樹脂製の成形品を得る場合には好適な方法となり得るが、図７に示したような薄肉の金属成形品１を得る場合には、あまり好適な方法ではない。
【００１３】
すなわち、既に述べたように、樹脂の剛性は金属の剛性よりも低く、樹脂製の部品は、所望の剛性を確保するために金属製の部品よりも厚肉に成形されている。このため、樹脂製の部品の場合、厚肉に成形されたリブ部に、このリブ部を完全に分割する切欠部を形成しても、リブ部の分割による剛性の低下の影響は小さい。
【００１４】
しかしながら、これとは逆に、金属の剛性は樹脂の剛性よりも高く、金属製の部品は、最低限必要な剛性を確保すればよいので樹脂製の部品に比べて非常に薄肉に成形されている。このため、金属製の部品の場合、上記のような切欠部を金属成形品１のリブ部１ｂ、１ｂに形成すると、リブ部１ｂ、１ｂが分割されたことによって生じる剛性の低下の影響が非常に大きい。したがって、図１１に示したような、リブ部２９を切欠部３０にて完全に複数に分割する方法は、金属成形品１には適用することができない。
【００１５】
そこで本発明はこのような問題を解決するもので、金属成形品において、成形後の収縮を抑制しつつ剛性の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために本発明は、平板部と、前記平板部に対して略垂直にかつ前記平板部の長手方向に沿って形成されているリブ部とを有し、前記リブ部に切欠部が形成され、前記切欠部が前記平板部に達しない深さで残肉部を残した状態で形成されているものである。
【００１７】
この構成によると、リブ部が平板部よりも大きく収縮しようとしても、切欠部が形成されていることにより、リブ部が収縮しようとする力を分散し、リブ部の収縮を抑制することができる。したがって、平板部とリブ部との収縮量の差によって平板部を収縮させようとする力を減少させることができ、平板部の収縮を抑制することができる。また、リブ部に、残肉部を残した状態で切欠部が形成されていることにより、リブ部が完全に分割されることを防止し、リブ部が分割されることによって生じるリブ部の剛性の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、金属成形品におけるリブ部に、残肉部を残した状態で切欠部が形成されていることにより、リブ部が収縮しようとする力を分散し、リブ部の収縮を抑制することができながら、リブ部が分割されることによって生じるリブ部の剛性の低下を抑制することができ、金属成形品における寸法精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態の金属成形品の一例である金属成形品１０を図１〜図６を参照しながら説明する。なお、図７〜図１１にて示したものと同様のものには同じ符号を付すことで、その詳細な説明を省略する。また、図１は、金属成形品１０を上方から見た斜視図、図２は、金属成形品１０を下方から見た斜視図である。
【００２０】
金属成形品１０は、図１および図２に示すように、薄肉で長方形状の平板部１０ａと、平板部１０ａの長辺側の両側部から平板部１０ａに対して垂直下向きに形成されて、平板部１０ａが長手方向に対して反らないように補強をしているリブ部１０ｂ、１０ｂと、それぞれのリブ部１０ｂ、１０ｂの一部を切り欠く切欠部１０ｃ、１０ｃとを有している。なお、以下において、金属成形品１０の長手方向をＸ、短手方向をＹとして説明する。
【００２１】
図１および図２に示すように、切欠部１０ｃは、リブ部１０ｂの下端面１０ｅから平板部１０ａ側に向かって、リブ部１０ｂの一部を矩形状に切り欠くように形成されており、その深さは下端面１０ｅから平板部１０ａにまで達しない深さ、すなわち、切欠部１０ｃが形成されたリブ部１０ｂに残肉部１０ｄが残る深さに形成されている。
【００２２】
詳細には、図３および図４に示すように、残肉部１０ｄの厚さ寸法α、すなわち、平板部１０ａに対して垂直な方向の寸法が平板部１０ａの厚さ寸法βよりも小さくなるように、切欠部１０ｃがリブ部１０ｂに形成されている。
【００２３】
このような形状の金属成形品１０は、図８に示したような金属射出成形装置４を用いて金属射出成形法により成形するが、本実施の形態における金属成形品１０には、図７に示した金属成形品１と比べて、切欠部１０ｃ、１０ｃが設けられており、この切欠部１０ｃ、１０ｃを金属射出成形時に成形するためには、図８に示したコア側金型３に替わって図５に示すようなコア側金型１１を用いる。
【００２４】
このコア側金型１１は、キャビティ側金型２と合わせられることで、金属成形品１０を成形するための充填空間部１２を形成することができる。この充填空間部１２は、金属成形品１０を成形する溶融金属６が充填される溶融金属充填部１２ａと、溶融金属充填部１２ａに溶融金属６を充填する際のゲート１２ｂとからなる。
【００２５】
コア側金型１１における凹部１１ａ、１１ａには、切欠部１０ｃ、１０ｃを成形する矩形状の突起部１３が形成されており、金属射出成形時に図８に示したコア側金型３に替わって図５に示すようなコア側金型１１を用いることで、図８を参照して説明した手順と同じ手順で金属成形品１０を成形することができる。
【００２６】
金属成形品１０の成形時において、溶融金属充填部１２ａに短手方向Ｙから溶融金属６を供給した際に、平板部１０ａの溶融金属の密度が、リブ部１０ｂの溶融金属６の密度よりも大きくなり、密度の小さいリブ部１０ｂが、密度の大きい平板部１０ａよりも大きく収縮しようとしても、金属成形品１０におけるリブ部１０ｂに、残肉部１０ｄを残した状態で切欠部１０ｃが形成されていることにより、リブ部１０ｂが収縮しようとする力が分散されるのでリブ部１０ｂの収縮を抑制することができる。したがって、平板部１０ａとリブ部１０ｂとの収縮量の差によって平板部１０ａを収縮させようとする力を減少させることができ、平板部１０ａの収縮を抑制することができる。これにより、平板部１０ａの変形が抑えられて金属成形品１０における寸法精度の向上を図ることができる。
【００２７】
また、リブ部１０ｂに、残肉部１０ｄを残した状態で切欠部１０ｃが形成されていることにより、リブ部１０ｂが完全に分割されることを防止し、リブ部１０ｂが完全に分割されることによって生じるリブ部１０ｂの剛性の低下を抑制することができる。
【００２８】
しかも、特に、残肉部１０ｄの厚さ寸法αが平板部１０ａの厚さ寸法βよりも薄く成形されている場合には、必要最低限の強度を維持しつつ、平板部１０ａの変形を確実に防止できるので、リブ部１０ｂの剛性の低下の防止および平板部１０ａの収縮の抑制をバランスよく効果的に行うことができる。すなわち、残肉部１０ｄの厚さ寸法αが平板部１０ａの厚さ寸法βよりも厚く成形されている場合には、平板部１０ａが薄く成形されている等の条件によって、平板部１０ａの変形を完全に抑制できない場合があるが、上記のように、残肉部１０ｄの厚さ寸法αが平板部１０ａの厚さ寸法βよりも薄く成形されている場合には、このような恐れがない。また、上記のように、残肉部１０ｄの厚さ寸法αが平板部１０ａの厚さ寸法βよりも薄い場合、樹脂製のものであれば剛性の向上に寄与することは少ないが、金属製のものであれば、薄い残肉部１０ｄを残すだけでも十分に剛性の向上に寄与することができる。
【００２９】
なお、上記においては、一つのリブ部１０ｂに対して一つの切欠部１０ｃが成形されている場合を示しているが、これに限らず、一つのリブ部１０ｂに対して複数の切欠部１０ｃを成形してもよい。
【００３０】
さらに、上記においては、残肉部１０ｄを、図３に示したように、リブ部１０ｂと同じ幅に残しているが、これに限らず、例えば、所望の剛性を得るために、図６に示すように、残肉部１０ｄをさらにその短手方向Ｙに対して薄肉にし、残肉部１０ｄの幅をリブ部１０ｂの幅よりも小さくしてもよい。
【００３１】
なお、上記の説明においては、リブ部１０ｂが２列成形されている場合を説明したが、これに限らず、例えば、１列の場合や２列よりも多い複数列の場合であっても良い。
本発明の実施例として、溶融金属６としてマグネシウム合金を用い、長手方向Ｘの長さが８５ｍｍ、短手方向Ｙの長さが４５ｍｍ、厚み寸法βが０．６ｍｍの平板部に、図７に示したリブ部を成形した場合の金属成形品について、その平板部の中央部での変形量を計測したところ、平板部に対して垂直な方向に０．４５ｍｍの変形量であった。これに対し、上記の金属成形品と同様の形状で、そのリブ部に、図１に示した切欠部を成形した場合の金属成形品について、その平板部の中央部での変形量を計測したところ、平板部に対して垂直な方向に０．１５ｍｍの変形量であった。
【００３２】
このように、平板部を補強するリブ部に残肉部を残した状態で切欠部を設けることにより、平板部の長手方向に対する変形を大幅に抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の金属成形品は、携帯電話などの電子機器の筐体に限らず、テレビのキャビネットなどにも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態の金属成形品の上方からの斜視図
【図２】本発明の実施の形態の金属成形品の下方からの斜視図
【図３】図２に示す金属成形品における切欠部および残肉部の部分拡大図
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図
【図５】図１に示す金属成形品を成形する金型の断面図
【図６】図３に示した残肉部とは異なる形状の残肉部を示す部分拡大図
【図７】従来の金属成形品の上方からの斜視図
【図８】従来の金属射出成形方法を示す図
【図９】図８に示す金属射出成形方法において金型から取り出された成形品を示す斜視図
【図１０】金属成形品が収縮している状態を示す図
【図１１】樹脂製のリブ部に切欠部が形成されている状態を示す図
【符号の説明】
【００３５】
６    溶融金属
１０    金属成形品
１０ａ  平板部
１０ｂ  リブ部
１０ｃ  切欠部
１０ｄ  残肉部
１２ａ  溶融金属充填部
Ｘ    長手方向
Ｙ    短手方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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